糖的氧化分解

1、糖的氧化分解糖的氧化分解2014級中藥學(xué)二班級中藥學(xué)二班李聰李聰 2014216016徐琳徐琳 2014216100張轉(zhuǎn)陽張轉(zhuǎn)陽2014216033 糖無氧氧化(EMP)糖分解代謝途徑 糖有氧氧化 磷酸戊糖途徑(HMP) 第一節(jié)無氧分解本節(jié)要點(diǎn)掌握糖酵解的過程、部位、關(guān)鍵酶和意義生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝一、糖酵解反應(yīng)過程v1.在缺氧情況下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的過程稱之為糖酵解。 v第一階段v由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，稱之為糖酵解途徑(glycolytic pathway)。v 第二階段v由丙酮酸轉(zhuǎn)變成乳酸。關(guān)鍵酶：已糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶第一階段：第

2、一階段： 葡萄糖生成丙酮酸過程葡萄糖生成丙酮酸過程(1)6-(1)6-磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成 生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（2）6-磷酸果糖的生成 OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO HOO HO HHHHO HHC H2OHH OP O3H2磷 酸 己 糖 異 構(gòu) 酶(G-6-P)6磷 酸 葡 萄 糖(F-6-P)6磷 酸糖果OOHHHH2O3POCH2CH2OHOHHOHOOHOHHHHOHHCH2OHHOPO3H2磷酸己糖異構(gòu)酶(G-6-P)6 磷酸葡萄 糖(F-6-P)6 磷酸糖果生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（3）1,6-二磷酸果糖的生成 ATP+OO

3、HHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果酶磷 酸 糖 激+ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H(F-6-P)6磷 酸 糖果(FBP)二1,6磷 酸 糖果ATP+OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果 酶磷 酸糖 激+ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H(F-6-P)6 磷 酸 糖果(FBP)二1,6磷 酸 糖果ATP+OOHHHH2O3P O C H2C H2O HO HHO H果 酶磷 酸 糖 激+ ADPOOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2

4、O HHO H(F-6-P)6磷 酸 糖果(FBP)二1,6 磷 酸 糖果生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝v特點(diǎn):v通過磷酸化使糖活化，消耗ATP。v由1mol葡萄糖轉(zhuǎn)化為1mol1,6二磷酸果糖共消耗2molATP；v若由淀粉或糖原的1mol葡萄糖單位生成1mol1,6二磷酸果糖，消耗1molATP。生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝 （4）1,6-二磷酸果糖經(jīng)醛縮酶催化 OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛縮 酶CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6磷 酸 糖果二磷 酸 二 羥 丙 酮 3磷 酸

5、 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛縮 酶CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6磷 酸糖果二磷 酸 二 羥 丙 酮 3磷 酸 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛縮 酶CC H2O HC H2O P O3H2O C HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6 磷 酸 糖果二磷 酸 二 羥 丙 酮 3 磷 酸 甘 油 醛OOHHHH2O3P O C H2C H2O P O3H2O HHO H醛縮 酶CC H2O H

6、C H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H+(FBP)1,6 磷 酸 糖果二磷 酸 二 羥 丙 酮 3磷 酸 甘 油 醛生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（5）3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮互相轉(zhuǎn)變 CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H磷 酸 二 羥 丙3磷 酸 甘 油 醛磷 酸 丙 糖 異 構(gòu) 酶酮 CC H2O HC H2O P O3H2OC HC H2O P O3H2C H OO H磷 酸 二 羥 丙3 磷 酸 甘 油 醛磷 酸 丙 糖 異 構(gòu) 酶酮 這是糖的實(shí)質(zhì)性降解的過程,由六碳糖轉(zhuǎn)化為三碳糖。生物化學(xué)糖代生物

7、化學(xué)糖代謝謝（6）3-磷酸甘油醛脫氫氧化生成1,3-二磷酸甘油酸 這是糖酵解過程中唯一的氧化反應(yīng)，此反應(yīng)脫下的氫在無氧的情況下可用于丙酮酸的加氫還原（發(fā)酵）。生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（7）1,3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸 C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1，酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADP ATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘油3酸 酸油3磷 酸甘二1，酸磷酸甘油激酶O P O3H2C

8、 HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1，酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3酸酸油3磷 酸 甘二1， 酸磷 酸 甘 油 激 酶O P O3H2C HC H2O P O3H2C O O HO H+ADPATPMg+C HC H2O P O3H2O HCO磷 甘 油3 酸酸油3 磷 酸 甘二1， 酸磷 酸 甘 油 激 酶OP O3H2這是糖無氧分解過程中第一次通過底物水

9、平磷酸化生成ATP。生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（8）3-磷酸甘油酸形成2-磷酸甘油酸 C HC H2O P O3H2C O O HO HH C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2磷甘 油3 酸 酸磷甘 油酸酸 變 位 酶CHCH2OPO3H2COOHOHHCOCH2OHCOOHPO3H2磷甘油酸酸2磷甘油3酸酸磷 甘 油酸酸變 位酶C HC H2O P O3H2C O O HO HH C OC H2O HC O O HP O3H2磷 甘 油酸酸2磷 甘 油3酸 酸磷甘 油酸 酸 變 位 酶生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（9）2-磷酸甘油酸生成磷酸烯醇式丙酮酸 H烯醇化

10、酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)CO磷酸烯 醇 式 丙 酮酸H烯醇化 酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷 甘 油酸酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)C O磷酸烯 醇 式 丙 酮酸H烯醇化 酶Mg+H C OC H2O HC O O HP O3H2磷甘 油酸 酸2+2OC H2C O O HP O3H2(PEP)CO磷酸烯 醇 式 丙 酮酸引起分子內(nèi)能量重新分配，生成含有高能磷酸鍵的磷酸烯醇式丙酮酸。 生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（10）磷酸烯醇式丙酮酸生成丙

11、酮酸 C H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷 酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O

12、、磷 酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮CC H2C O O HP O3H2+ ADP+ ATPC H2C O O HOHMg K+ +丙酮 酸激酶C O、磷酸烯 醇 式 丙 酮酸酸烯 醇 式 丙 酮C生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝+NAD乳酸脫氫酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH 這是糖無氧分解過程中第二次底物水平磷酸化生成ATP。此反應(yīng)不可逆，這是糖酵解中的第三個限速反應(yīng)步驟。烯醇式丙酮酸不穩(wěn)定，可經(jīng)分子重排轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝糖在無氧條件下，分解為丙酮酸，丙酮酸再被還原為乳酸。+NAD乳酸脫氫酶C

13、H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脫氫酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脫氫酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脫氫酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+ NADH+ H+C O HH+NAD乳酸脫氫酶C H3C O O H酸乳C H3C O O HC O酸丙 酮+NADH+ H+C O HH生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝糖酵解小結(jié)糖酵解小結(jié) 反應(yīng)部位：胞漿

14、反應(yīng)部位：胞漿 糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程糖酵解是一個不需氧的產(chǎn)能過程 反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)反應(yīng)全過程中有三步不可逆的反應(yīng)G G-6-P ATP ADP 己糖激酶己糖激酶 ATP ADP F-6-P F-1,6-2P 磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1 ADP ATP PEP 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸激酶丙酮酸激酶 產(chǎn)能的方式和數(shù)量產(chǎn)能的方式和數(shù)量方式：底物水平磷酸化方式：底物水平磷酸化凈生成凈生成ATP數(shù)量：數(shù)量：從從G開始開始 22-2= 2ATP從從Gn開始開始 22-1= 3ATP 終產(chǎn)物乳酸的去路終產(chǎn)物乳酸的去路釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。釋放入血，進(jìn)入肝臟再進(jìn)一步代謝。v3.

15、糖的無氧代謝的生理意義糖的無氧代謝的生理意義v糖酵解是機(jī)體在缺氧情況下迅速獲得能量以供急需的有效方式。v氧供應(yīng)充足的條件下，有少數(shù)組織細(xì)胞，所需能量仍由糖無氧分解過程中底物水平磷酸化產(chǎn)生的ATP提供。v糖的無氧氧化是糖氧化的必經(jīng)途徑。在有氧的情況下，丙酮酸可進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水。 v提供少量還原態(tài)氫。1mol葡萄糖經(jīng)酵解過程產(chǎn)生的2mol氫可用于其他物質(zhì)的合成。生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝第二節(jié)糖的有氧分解代謝生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝本節(jié)要點(diǎn) 掌握糖有氧氧化的過程、部位、關(guān)鍵酶和意義糖的有氧氧化糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在指在有氧條件下，有氧條件下，葡萄糖徹底

16、氧化成葡萄糖徹底氧化成H2O和和CO2，并釋放出并釋放出能量能量的過程。是機(jī)體主要供能方的過程。是機(jī)體主要供能方式。式。* * 部位部位：胞液及線粒體胞液及線粒體 一、有氧氧化的反應(yīng)過程一、有氧氧化的反應(yīng)過程 第一階段：糖酵解途徑第一階段：糖酵解途徑 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第二階段：丙酮酸的氧化脫羧 第三階段：三羧酸循環(huán)第三階段：三羧酸循環(huán) 胞液胞液 線粒體線粒體 （一）丙酮酸的氧化脫羧（一）丙酮酸的氧化脫羧 丙酮酸進(jìn)入線粒體，丙酮酸進(jìn)入線粒體，氧化脫羧為乙酰氧化脫羧為乙酰CoA (acetyl CoA)。丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰CoA NAD+ , HSCoA CO2 , NADH + H

17、+ 丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體 總反應(yīng)式總反應(yīng)式: （1）檸檬酸生成）檸檬酸生成C H3COSCoACO O HC+H2O+CoASH+檸檬酸酰 輔 酶 A乙檸檬酸 合 酶O=CO O HC H2C CO O HH OC H2CO O HC H2CO O H草 酰 乙 酸生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（2）檸檬酸轉(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕幔幟仕徂D(zhuǎn)變?yōu)楫悪幟仕釞幟仕酑HCOOHCCOOHCH2COOHCHCOOHCHCOOHCH2COOH異 檸檬酸順 烏頭 酸H2OH2OCHCOOHCH2COOHCOOHCHOHHO生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（3）異檸檬酸氧化脫羧生成）異檸檬酸氧化脫羧生成-酮戊

18、二酮戊二酸酸 CCOOHCHCOOHCH2COOHO草酰琥 珀 酸COCOOHCH2CH2COOHNAD異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶+CO2+NADH+HCHCOOHCHCOOHCH2COOHOH 酮 戊 二 酸 異檸檬酸生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（4） -酮戊二酸酮戊二酸 氧化脫羧生成琥珀酰氧化脫羧生成琥珀酰CoA +CoA-SHNAD+CH2COOHCH2COSCoA+ CO2+NADH H+琥 珀 酰 CoA+COCOOHCH2CH2COOH - 酮 戊 二酸脫氫酶系 -酮 戊 二酸生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（5）琥珀酰）琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變成琥珀轉(zhuǎn)變成琥珀酸酸 +GDP H3PO4Co

19、ASHGTP琥 珀 酸CH2COOHCH2COSCoA琥 珀 酰 CoACH2COOHCH2COOH琥 珀 酸激酶硫生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（6 6）琥珀酸脫氫生成延胡索酸）琥珀酸脫氫生成延胡索酸 CHCOOHCHCOOH+FADFADH2+琥 珀 酸 脫氫 酶琥 珀 酸CH2COOHCH2COOH延 胡 索 酸生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（7）延胡索酸水化生成蘋果酸）延胡索酸水化生成蘋果酸 CHCOOHCHCOOH+H2OCHCOOHCH2COOHOH延 胡 索 酸 酶蘋 果 酸延 胡 索 酸生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝（8）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸）蘋果酸脫氫生成草酰乙酸 + NADNA

20、DHCCOOHCH2COOHO+CHCOOHCH2COOHOH+果 酸脫蘋氫酶蘋果酸草酰乙酸H+生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝 葡 萄 糖丙 酮 酸順烏 頭 酸草酰琥珀 酸 a-酮 戊 二酸 琥珀 酰輔 琥珀酸NADH+H2OCO2CO2GDP+PiGTP+CoASHFADFADH2H2OEMPCO2三 羧 酸 循 環(huán)延胡索酸蘋果酸草酰 乙 酸酰輔 酶A乙檸 檬 酸異檸檬酸（TCA Cycle）H+NAD+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+三羧酸循環(huán)圖三羧酸循環(huán)圖生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝有氧氧化的生理意義有氧氧化的生理意義 v糖的有氧氧化是機(jī)體糖的有氧氧化是機(jī)

21、體產(chǎn)能最主要的途徑產(chǎn)能最主要的途徑。它不。它不僅僅產(chǎn)能效率高產(chǎn)能效率高，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次，而且由于產(chǎn)生的能量逐步分次釋放，相當(dāng)一部分形成釋放，相當(dāng)一部分形成ATP，所以，所以能量的利用率能量的利用率也高也高。簡言之，即“供能”糖的有氧氧化小結(jié)：糖的有氧氧化小結(jié)： 三羧酸循環(huán)的概念三羧酸循環(huán)的概念：乙酰乙酰CoA的氧化分解從的氧化分解從乙酰乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的和草酰乙酸縮合生成含三個羧基的檸檬酸開始，經(jīng)一系列反應(yīng)又轉(zhuǎn)變成草酰乙檸檬酸開始，經(jīng)一系列反應(yīng)又轉(zhuǎn)變成草酰乙酸的循環(huán)過程，稱為三羧酸循環(huán)。酸的循環(huán)過程，稱為三羧酸循環(huán)。 TAC過程的反應(yīng)部位過程的反應(yīng)部位是線粒體

22、。是線粒體。 三羧酸循環(huán)的要點(diǎn)三羧酸循環(huán)的要點(diǎn) 1.經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)，經(jīng)過一次三羧酸循環(huán)， 消耗一分子乙酰消耗一分子乙酰CoA， 經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。經(jīng)四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化。 生成生成1分子分子FADH2，3分子分子NADH+H+，2分子分子 CO2， 1分子分子GTP。2.關(guān)鍵酶有：關(guān)鍵酶有：檸檬酸合酶檸檬酸合酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)整個循環(huán)反應(yīng)為不可逆反應(yīng)二、有氧氧化生成的二、有氧氧化生成的ATP生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝葡萄糖有氧氧化產(chǎn)生ATP統(tǒng)計反應(yīng)過程生成ATP數(shù)

23、備注葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP-16-磷酸果糖+ATP1,6-二磷酸果糖+ADP-13-磷酸甘油醛NADPi1,3-二磷酸甘油酸NADHH+2.52（或1.52）每分子葡萄糖生成2分子磷酸丙糖，故乘21,3-二磷酸甘油酸ADP3-磷酸甘油酸ATP12磷酸烯醇式丙酮酸ADP烯醇式丙酮酸ATP12丙酮酸NAD乙酰輔酶ANADHH+CO222.5異檸檬酸NAD-酮戊二酸NADHH+CO222.5-酮戊二酸NAD琥珀酰輔酶ANADHH+CO222.5琥珀酰輔酶AGDPPi琥珀酸GTP12琥珀酸FAD延胡索酸FADH221.5蘋果酸NAD草酰乙酸NADHH+22.5總計32或30生物化學(xué)糖代生物化學(xué)糖代謝謝第三節(jié)第三節(jié)磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑本節(jié)要點(diǎn)掌握磷酸戊糖途徑的意義* 概念概念磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑是指由葡萄糖生成是指由葡萄糖生成磷酸戊磷酸戊糖及糖及NADPH+H+，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成，前者再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成3-磷酸甘油醛和磷酸甘油醛和6-磷酸果糖磷酸果糖的反應(yīng)過程。的反應(yīng)過程。* * 細(xì)胞定位：細(xì)胞定位：胞胞 液液 第一階段：氧化反應(yīng)第一階段：氧化反應(yīng) 生成磷酸戊糖，生成磷酸戊糖，NADPH+H+及及CO2一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程* * 反應(yīng)過程可分為二個階段反應(yīng)過程可分為二個階段 第二階段則是非氧化反應(yīng)第二階段則是